随着微加工技术的不断发展与提高,微机电产品如非硅MEMS引信安保机构、石英挠性加速度计、微马达、MEMS压力传感器等不断地向小型化、集成化、复杂化方向发展。微机电产品的装配需要满足精度、效率和一致性等要求。目前采用手工方式为主和人机协同的半自动方式作为辅助进行装配。因此,开展针对微机电产品的复杂微小型零件的自动微装配相关技术的研究以及微装配系统的研制具有深远的意义。本课题组基于在微装配领域的基础研究和技术储备,结合微机电产品的装配需求,分别研制了用于非硅MEMS器件和石英加速度计的微装配系统。本文作为微装配系统总体研究的内容之一,目的是通过对装配对象夹持技术的分析研究,实现对装配对象稳定、可靠和无损夹持,在微装配系统中完成装配对象的自动微装配,为实现微机电产品的自动微装配提供技术支持和储备。本文的主要研究包括以下几个方面:(1)以微机电系统需求为背景,分析了国内外微装配技术的研究现状,详细分析了微零件夹持技术的国内外研究现状,讨论了现有研究存在的不足,阐述了课题来源及本文的研究内容。(2)分析非硅MEMS零件和石英加速度计组件的相关特性,明确对装配系统和夹持的需求。介绍产品微装配的目标和技术要求,阐述非硅MEMS器件和石英加速度计微装配系统的总体结构和整体架构。介绍微装配系统中的主要功能模块及配置。研究了柔性微夹持方案。确定了夹持系统的功能和技术路线。(3)开展非硅MEMS零件柔性微夹持系统的研究。根据现有装配工艺,结合零件特性和装配系统功能,编写非硅MEMS零件自动装配工艺流程。为了满足微装配系统的需求,设计用于非硅MEMS零件装配的柔性微夹持系统,并根据微夹持器的功能设计微夹持系统气路。(4)开展石英加速度计组件柔性微夹持系统的研究。根据石英加速度计组件的装配需求,编写用于石英加速度计组件的装配工艺流程以及卡箍箍紧工艺流程。根据石英加速度计组件的装配需求,设计石英加速度计装配的柔性微夹持系统,在此基础上设计微夹持系统的气路。(5)开展微夹持器的性能研究及装配误差分析。建立非硅MEMS零件夹持过程的受力分析模型,进行有限元仿真和夹持、装配实验以验证非硅MEMS微夹持器性能。通过有限元仿真和夹持实验对摆片组件微夹持器的性能进行验证。根据装配工位的模块配置,结合运动台的重复定位精度进行装配误差的分析计算。